Исследование проблемы снижения величины обменных перетоков электрической мощности между параллельно работающими дизель-генераторами переменного тока

Рассмотрены проблемы, связанные с взаимными перетеканиями электрической энергии между несколькими дизель-генераторов переменного тока при их параллельной работе. Отмечается, что амплитуда электроэнергии в ряде случаев приводит к аварийным ситуациям, снижает эффективность эксплуатации агрегатов и их надежность. Колебания режимных параметров вызывают пульсацию напряжения, снижают коэффициент полезного действия агрегатов, ограничивают использование полной мощности, оказывают отрицательное психофизиологическое воздействие на персонал, приводят к повышенному износу агрегатов. Понимание сути происходящих процессов и физической природы обменных колебаний позволяют принимать соответствующие технические решения, выполнять опытно-конструкторские разработки и обеспечивать безопасность эксплуатации дизель-электрических агрегатов при их параллельной работе. Из представленной математической модели двух параллельно работающих дизель-генераторов следует, что обменные колебания, узел которых находится посредине условного податливого вала в виде электрической связи, соединяющей ДГ, имеют одноузловую форму. Обращается внимание на то, что при значительном размахе амплитуды колебаний их частота на различных режимах нагрузки близка к частоте возмущающих сил, вызванных рабочими процессами в дизеле. Отмечается, что в упрощенной крутильной системе для параллельной работы группы ДГ на мощную электрическую сеть следует рассматривать каждый агрегат в качестве одномассовой крутильной системы. Сделан вывод о том, что собственная частота одноузловой формы колебаний имеет один узел в зоне условной электрической связи между генераторами. Рассмотрены резонансные колебания в системе, возникающие из-за неустойчивости рабочего процесса вследствие нестабильной работы топливной аппаратуры от цикла к циклу, которые приводят к повышенному перетеканию электрической энергии между параллельно работающими дизель-генераторами. Это явление сопровождается, как правило, снижением эффективности установки в целом.

1. Вишневский Л. В. Управление параллельной работой современных судовых многогенераторных электростанций / Л. В. Вишневский, И. П. Козырев, А. Е. Савенко // Судовые энергетические установки. — 2007. — № 19. — С. 87–91.

2. Голубков Л. Н. Математическое моделирование рабочих процессов и шумообразования дизеля / Л. Н. Голубков, М. Г. Шатров, Л. А. Емельянов, К. П. Дьяконова // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. — 2006. — № 10. — С. 33–41. — EDN TXOKMV.

3. Марков В. А. Впрыскивание и распыливание топлива в дизелях / В. А. Марков, С. Н. Девянин, В. И. Мальчук. — Москва: Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, 2007. — 360 c. — EDN VCQHHL.

4. Горелик Г. Б. К вопросу о «перетекании» электрической мощности при параллельной работе дизель-генераторов на долевых режимах нагрузки при резонансных колебаниях / Г. Б. Горелик, С. А. Жуков // Актуальные проблемы создания и эксплуатации комбинированных двигателей внутреннего сгорания: материалы международной конференции «Двигатели 2002». — Вып. 2. — Хабаровск: Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, 2002. — С. 140–146.

5. Горелик Г. Б. Проблема обменных колебаний электрической мощности при параллельной работе дизель-генераторов на долевых нагрузках с точки зрения экономики и надежности / Г. Б. Горелик // Актуальные проблемы создания и эксплуатации комбинированных двигателей внутреннего сгорания: материалы международной конференции «Двигатели 2002». — Вып. 2. — Хабаровск: Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, 2002. — С. 162–166.

6. Горелик Г. Б. Процессы топливоподачи в дизелях: природа межцикловой нестабильности, моделирование и расчет / Г. Б. Горелик. — Хабаровск: Тихоокеанский государственный университет, 2015. — 246 c.

7. Кича Г. П. Полнопоточная комбинированная фильтрованием и центрифугированием тонкая очистка моторного масла в судовых дизелях / Г. П. Кича, Л. А. Семенюк // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. — 2018. — № 2. — С. 62–69. DOI: 10.24143/2073-1574-2018-2-62-69. — EDN UOSWGO.

8. Кича Г. П. Стохастическая ячеистая модель очистки моторного масла от механических примесей объёмным фильтрованием / Г. П. Кича, Л. А. Семенюк, М. И. Тарасов // Морские интеллектуальные технологии. — 2020. — № 1–2(47). — С. 105–112. — DOI: 10.37220/MIT.2020.47.1.075. — EDN UCDILA.

9. Ferziger J. H. Computational Methods for Fluid Dynamics / J. H. Ferziger, M. Peric. — New York: Springer, 2002. — 423 p.